ננו חומרים

מבנים אלקטרומגנטיים. באדיבות החוקרים

פריצת דרך מדעית: לראשונה נמדד מבנה אלקטרומגנטי מחזורי המבוסס על קשרים טופולוגיים

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ורפאל פיתחו מטא-משטח חדשני המבוסס על לולאות מוליכות בצורת קשרים, המאפשר שליטה מדויקת בגלים אלקטרומגנטיים – ונמדד לראשונה בניסוי
זכוכית שבורה על רקע שחור, סדקים מורכבים, יופי בהרס ושבריריות הזכוכית.

איך אי-הסדר הפנימי מכתיב שבירה א־סימטרית

מדעני מכון ויצמן למדע חשפו חוקי פיזיקה המסבירים מדוע סדקים בחומר מתפשטים באופן שאינו סימטרי ומניחים בכך את התשתית לפיתוח חומרים עמידים יותר
הובלת תרופות. המחשה: depositphotos.com

טכנולוגיה חדשנית לננו-חלקיקים ביולוגיים מאפשרת טיפול משולב נגד גידולים סרטניים

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו פלטפורמה חדשנית המבוססת על ננו-חלקיקים, המאפשרת הובלה מדויקת של שתי תרופות במקביל לאתרי גידול סרטניים, תוך שיפור יעילות הטיפול והפחתת רעילות לתאים בריאים.
כאשר מקור אלקטרומגנטי נקודתי שמפיץ חזיתות גל מעגליות מושלמות (שורה תחתונה, שמאל) מוצב מול משטח דיאלקטרי קשיח, נצפות החזרות משמעותיות ועיוותים בחזיתות הגל (שורה תחתונה, ימין). כאשר אותו המשטח מצופה בתצורות מתכת שתוכננו במאמר על פי תנאי הויגנס המוכלל (Generalized Huygens’ Condition), ההפרעות נעלמות הודות לעבירות הכלל-זוויתית (שורה תחתונה, אמצע) וההתפשטות האידיאלית משוחזרת במלואה (כאילו הגלים מתפשטים בחלל חופשי, בדומה לתרחיש משמאל). שורה עליונה: שמאל: מערך המדידה בו מאירים (illumination) את המשטח (device) ומודדים את השדה המועבר על ידי גלאי (detector). אמצע: המשטח הדיאלקטרי שיוצר עם ציפוי לדיכוי החזרות בכלל הזוויות. ימין: משטח ייחוס ללא הציפוי (עבורו נצפתה החזרה משמעותית).

חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה המקנה "שקיפות אלקטרומגנטית" למשטחים קשיחים

שקיפות מסוג זה רלוונטית למגוון רחב של יישומים ובהם אנטנות שטוחות, אמצעי מחשוב אנלוגי-אופטי ומערכות דימות קומפקטיות
חומרים ננוטכנולוגיים. המחשה: depositphotos.com

ננו-חומרים משני העולמות

חוקרים מגדלים חומרים אי-אורגניים בתוך פולימרים וכך יוצרים ננו-חומרים וננו-מבנים בעלי תכונות משופרות
ננו יריעות זהב. המחשה: depositphotos.com

מה מידות החום של זהב ננומטרי?

מחקר חדשני אודות שכבות זהב דקיקות חשף התנהגות חדשה מסוג נְהוֹרָנוּת אוֹרִית (photoluminescence) תוך קידום ההבנה שלנו באשר למדידה של טמפרטורה וכן תגובות כימיות ברמה הננומטרית
ננו-חלקיקים, נגד חיידקים. איור באדיבות פרופ' רז ילינק, אוניברסיטת בן גוריון

ננו-חלקיקים, נגד חיידקים

ננו-חלקיקי פחמן נצמדים לקרומי חיידקים ומחוררים אותם. על כלים אנטיביוטיים מסוג חדש
העברת תרופות. המחשה: depositphotos.com

פיתוח של הטכניון יאפשר יצירת תאים ורקמות בעומק הגוף בצורה לא פולשנית בעזרת אולטראסאונד

ישימותה של הטכנולוגיה החדשה מודגמת בהקשרים של השתלה מקומית של תאים, הובלת תרופות לשחרור מקומי מבוקר לאורך זמן וביו-הדפסה בתלת-ממד. התכונות המכניות של הפיגומים ניתנות לכיוונון בהתאם לרקמת היעד ולקצב
נוזל חכם. קרדיט: אתר הידען באמצעות DALEE. התמונה איננה בגדר תמונה מדעית

לראשונה: "נוזלים חכמים" ישמשו כחיישנים ביולוגיים רגישים

צוות החוקרים הסביר כי הייחודיות של הנוזלים החכמים היא שכתוצאה מהתכונות הכימיות שלהם, הנוזלים שומרים על הפרדה אחד מהשני, וכך יוצרים טיפות מובחנות
תצלום של פני השבר בדגם סיליקון, על פני שני ישורי השבר, מראה שפרופיל הסדק הוא בעל עקמומיות מסויימת

סודות, סדקים ושברים

מתברר שככל שסדק בחומרים פריכים קצר יותר – כך הם יותר עמידים אליו, מה שיכול לסייע בתכנון ושימוש של יישומים שמתבססים על חומרים פריכים
עריכת גנים באמצעות CRISPR. המחשה: depositphotos.com

מענק EIC למחקר מבוסס ננו-חלקיקים לטיפול בסרטן

פרופ' רחלה פופובצר מהפקולטה להנדסה ומהמכון לננו-טכנולוגיה וחומרים מתקדמים באוניברסיטת בר אילן זכתה במענק של 150 אלף יורו, עבור מחקר שמטרתו להפוך את הטיפול התרופתי ליעיל וממוקד יותר
המבנה האטומי של החומר סטרונציום וונדייט (strontium vanadate) - המחשה של המבנה האטומי של החומר תחת מאמצי מתיחה (ימין) ולחיצה (שמאל). במרכז ניתן לראות את הסידור האטומי האמיתי בחומר בתמונת מיקרוסקופ אלקטרונים. בתחתית התמונה ניתן לראות כיצד המאמצים השונים משנים את מבנה רמות האנרגיה בחומר ולכן גם את האופן בו האלקטרונים מסתדרים בו. באמצעות שליטה בתכונות האלה מתכוונים החוקרים להנדס את החומרים הללו לכדי טרנזיסטורים עתידיים. צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון

החומרים עבור הטרנזיסטורים של העתיד

חוקרים בטכניון הינדסו חומר העשוי להחליף בעתיד את הסיליקון בעולם האלקטרוניקה; באמצעות מתיחתו של החומר ברמה האטומית הם משיגים שליטה בתכונות ההולכה והבידוד של החומר ובכך מתקדמים לקראת הפיכתו למתג
מולקולות אורגניות. המחשה: depositphotos.com

זיהוי תרכובות אורגניות בעזרת אור נראה

חוקרים מאוניברסיטת סנטיאגו בצ'ילה, העובדים בתחום של למידת מכונה, הצליחו לפתח שיטה חדשנית לזיהוי תרכובות אורגניות המבוססת על מקדם השבירה באורך גל אופטי יחיד
תמונת מבנהו של החומר zeo-3, זאוליט סיליקה חדשני בעל נקבוביות גדולות במיוחד [באדיבות: ICMM-CSIC]

זאוליט נקבובי תלת-מימדי גדול לטיהור מים וגזים

צוות חוקרים בינלאומי הצליח לפתח את הזאוליט היציב והנקבובי ביותר הידוע עד כה המורכב כל כולו מסיליקה שכינויו ZEO-3
תוצאות גידול הרקמה המודפסת בתווך CarGrow (למעלה) ובלעדיו. אפשר לראות שהתהליך החדשני שומר בקירוב על גודלה המקורי של הרקמה ומונע את התכווצותה הדרסטית. באדיבות דוברות הטכניון

טכנולוגיה חדשה לגידול רקמות מודפסות להשתלה

החידוש הטכנולוגי בולם את התכווצותן הטיפוסית של רקמות מודפסות בתקופה הקודמת להשתלה
בדיקת שיניים. איור: depositphotos.com

נושפים – ומגלים מחלות

מולקולות נדיפות עשויות לאפיין מחלות כגון עששת ומחלת חניכיים
ייצוג של חומר פרו-אלקטרי דו-מימדי [באדיבות: UC Berkeley / Suraj Cheema]

חומר פרו-אלקטרי חדשני עבור התקנים יעילים אנרגטית

גילוי של התנהגות של חומר מעניין בקנה מידה קטן יוכל להפחית את צריכת האנרגיה בתחום המחשוב
ננו-גבישים מהמחקר כפי שצולמו בעדשת המיקרוסקופ האלקטרוני במעבדתו של פרופ' מרקוביץ'

הננו גבישים שעשויים לשפר את החיים

חוקרים התחקו לראשונה אחר תהליך ייחודי בגידול גבישים זעירים, שיכול לשפר את חיינו שעשוי היה להתרחש גם בראשית החיים
מגנטיות. איור: depositphotos.com

גילוי מגנט זעיר בגודל עשרות ננו-מטרים יקדם פיתוח טכנולוגיה יעילה וחסכונית

חוקרי האוניברסיטה גילו תופעה מגנטית פורצת דרך שעתידה לשפר את הייצור הטכנולוגי. החוקרים: "הגילוי יכול לשנות את הדור הבא של מכשירים ננו-אלקטרוניים עם צריכת חשמל מופחתת ויכולות מהירות יותר"
יריעת הסיליקון כפי שהיא נראית לפני שעוטפים אותה סביב הלב או רקמת העצב. הצבעוניות שרואים נובעת מהפורוזיביות של פני השטח – ננו-חורים השוברים ובולעים את אורכי הגל השונים של האור באופן לא הומוגני, מה שגורם לצבעי הקשת השונים להופיע.צילום: מעבדתו של ד"ר חמי רוטנברג באדיבות דוברות הטכניון

חלון תרפויטי למערכת העצבים

חומר חדש שפיתחו חוקרים בטכניון ובאוניברסיטת שיקגו צפוי לייעל טיפולים רפואיים ולהאיץ את השימוש באנרגיות מתחדשות
הדפסה בתלת ממד. איור: depositphotos.com

חוקרים הצליחו להדפיס חומרים שמסוגלים לשנות את עצמם

באמצעות מדפסות תלת-ממד ודיו המבוסס על חומרים טבעיים, חוקרי האוניברסיטה מסוגלים להדפיס עץ ולתכנן את צורתו בזמן הייבוש. "הפיתוח יחולל מהפכה בתכנון ובנייה של מבנים המשנים את עצמם", משתף אחד
ננו אופטיקה. צילום: depositphotos.com

פרופ' אוריאל לוי, האוני' העברית: "החומר שיחליף את הסיליקון ויאפשר למזער אף יותר את הטרנזיסטורים"

פרופ' לוי היה אחד הדוברים בכנס לציון "יום האור הבילנאומי" שהתקיים באוניברסיטת בן גוריון * הציג בהרצאתו עדשות דקות המבוססות על מטה חומרים והראה כיצד מטה פני שטח יכולים לשפר
פרופ' עמית סיט ושירן זיו שהרבני, צילום: דוברות אוניברסיטת תל אביב

"זיכרון הצורה" – התכונה המפתיעה שמאפשרת לשלוט בשינוי הצורה של חומרים

החוקרים יצרו רשתות דו ממדיות ממיקרו-סיבים פולימריים, שמשנות את צורתן כתלות בטמפרטורה
תמונה זו מציעה תצוגה חזותית מופשטת של יריעות תחמוצת גרפן (שכבות שחורות) שבתוכן מקובעים ננו-יהלומים (נקודות בלבן בהיר). ננו-היהלומים משרים כוחות אלקטרוסטטיים ארוכי טווח המייצבים את היריעות אפילו בתנאים לחים. מבנה זה יוצר קרומית מבטיחה עבור טיהור מימן (באדיבות: Yasuhiro Chida (Brocken 5) and Toru Tsuji).

שימוש בננו-יהלומים לשם טיהור מימן

ננו-יהלומים הם אולי זעירים, אולם הם יכולים לסייע בפתרון אחת מהבעיות הגדולות ביותר הניצבות כיום בפני האנושות: שינוי האקלים
שכבת גרפן. המחשה: depositphotos.com

הסטארט-אפ Nemo Nanomaterials פיתח ננו חומרים המייעלים את התעשייה

החברה פיתחה טכנולוגיה לפיזור ננו-חומרים פחמניים שמשפרת דרמטית תכונות של מרבית חומרי הגלם התעשייתיים, והופכת למציאות את היכולת לעשות שימוש מסחרי בננו-חומרים במגוון תעשיות – רכב, תעופה, אלקטרוניקה, בנייה, אנרגיה

חוקרים הצליחו לשנות תכונות חשמליות של חומר באמצעות סילוק אטום חמצן מהמבנה המקורי

חוקרים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון הצליחו לשנות תכונות חשמליות של חומר באמצעות סילוק של אטום חמצן מהמבנה המקורי. יישומים אפשריים: מיזעור אלקטרוני וגילוי פליטות קרינה
ביולוגיה סינטתית. המחשה: depositphotos.com

רשות החדשנות החליטה לממן הקמת חברת תשתית לביולוגיה סינתטית ראשונה בישראל

המימון יעמוד על סך כ 18 מיליון ש"ח לשנה הראשונה ויתבצע בשיתוף מעבדות חי והמרכז הבינתחומי הרצליה, סך התקציב צפוי להגיע ל 40 מיליון ש"ח במידה והתוכנית תתבצע בהתאם ליעדים
פרופ' בינה קליסקי. צילום: אוניברסיטת בר אילן

תצפית בבר-אילן הניבה תוצאות מפתיעות בתחום של מוליכות חומרים

ניסוי שנערך במחלקה לפיזיקה בבר-אילן, בקבוצת המחקר של פרופ' בינה קליסקי, באמצעות חיישן ייחודי המפותח על ידי החוקרים, תיעד תופעה השוברת מוסכמות בתחום של מעבר חומר ממוליך למבודד. התצפית במכשור
קוצב לב. המחשה: depositphotos.com

זרם חשמלי "בריא" בתוך גוף האדם

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו חומר חדשני שמייצר אנרגיה ירוקה באמצעות הפעלת כוח מכני
זכוכית שבורה. צילום: ג'ילברט אבראהימי, unsplash

"תוצאות מפתיעות": מחקר חושף לראשונה מה קורה בקצהו של הסדק

מחקר זה, שבוצע לאחרונה על ידי פרופ' ג'אי פיינברג ונרי ברמן ממכון רקח לפיסיקה, פורסם בעיתון היוקרתי Physical Review Letters. המחקר חשף, לראשונה, את ההתנהגות בסביבה הקרובה של קצה הסדק.
מעקב אחר המיקומים המדויקים של מצבי הקצה אפשר למדענים לבנות מפות מרחביות של זוויות הפיתול המקומיות ברזולוציה ובדיוק חסרי תקדים. מפות אלה חושפות תבנית נוף מורכבת של עמקים, פסגות ונקודות אוכף

לשים את השוליים במרכז

"התכונות החשמליות של החומר תלויות במידה רבה בזווית הפיתול המדויקת. במלים אחרות, יש להתייחס לאזורים עם זוויות פיתול שונות כאל חומרים שונים המחוברים זה לזה, אומר פרופ' אלי זלדוב
סטרונציום טיטנאט ברזולוציה אטומית. אישיות מפוצלת

הפרעת אישיות גבישית

הצגה סכמטית של מולקולות בודדות בגביש מראה את התפתחות הסדר מדרגה נמוכה ביותר (אדום) לגבוהה ביותר (כחול)

משחקי גיבוש – על סדר הבוקע מתוך אי-סדר

ריקוד האלקטרון. מעבדתו של פרופ' שחל אילני, מכון ויצמן

ריקוד האלקטרון

דימות מיקרו-CT של הגביש

גביש בהפתעה

יריעת גרפן. מקור: AlexanderAlUS / Wikimedia.

איך ממירים פסולת לחומר הכימי החשוב גרפן?

שיטה נקייה ונוחה לחמצון של משטחי פלסטיק

באיור: שלוש אסטרטגיות אפשריות לבניית כדורים מאריחים מחומשים. משמאל לימין: a - אריחים הנדבקים אלו לאלו באופן ישיר, b - אריחים הנקשרים באמצעות מחברים קוויים, c - אריחים הנקשרים באמצעות מחברים משולשים. פרופ' אהוד קינן וד"ר אפרת סולל. הטכניון

הנגיף המלאכותי

והיה המישור לפנים: תהליך הפיכתה של יריעת אלסטומר נמטי למשטח תלת-ממדי עקום דמוי פנים. איור: מעבדתו של ד"ר הלל אהרוני, מכון ויצמן

מה משותף לגבישים נוזליים ולהיווצרות קמטים?

ננו טכנולוגיה. איור: shutterstock

בין שני עולמות: על התקנים זעירים בעולם גדול

דב קוטב על קרחון. איור: shutterstock

לשבור את הקרח – ולהשאיר אותו שלם

הגברת הבררנות של הזרז המבוסס על פלטינה מצופת גרפן עם טיטאניה כחולה [באדיבות DGIST]

המרת פחמן דו-חמצני לדלק פחמימני בהליך בררני

מבנים ננו-מטרים (צילום: shutterstock)

שילוב בין ננופוטוניקה ולמידה עמוקה יאיץ פיתוח מבנים ננומטרים

גביש פלואוריט – המינרל מוזכר בכתבים מהמאה ה-16, משמש בין היתר למטרות נוי ונחשב לאחד המינרלים הססגוניים בעולם. תצלום: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

מה מסמן הגביש?